Danieladkins27 www.wuolah.com/student/Danieladkins27 276 Tema-5.pdf Esquemas 3º Tecnologías de Fabricación Grado en Ingeniería de Organización Industrial Escuela Superior de Ciencias Experimentales y Tecnología. Campus de Móstoles Universidad Rey Juan Carlos Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.
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Pueden suponer el 50% de los costes de fabricación. (Depende del número y la tecnología)
Tendencia a reducir las operaciones de unión. (DFA)
Operaciones implicadas
Posicionamiento
Limpieza
Preparación superficial
Aplicación de adhesivos
Operaciones de taladro
Ajuste de elementos
Inspección
Consideraciones
Coeficiente de expansión térmica
Influye por la dilatación de la temperatura de curado
Diferencias entre la unión
Se puede mejorar añadiendo una capa intermedia de otro material
Creación de pares galvánicos
Dos metales unidos con diferente potencial de reducción
La humedad lo favorece
La uniones adhesivas no sufren este fenómeno
La uniones mecánicas sufren mucha corrosión
Cuanto más pequeño sea el cátodo mejor (cobre). Es decir el cátodo debe ser el remache. Reducción.
Las uniones soldadas sufren de corrosión. Tensiones superficiales resquicios de soldadura y salpicaduras por cambiar la microestructura
Modificación de propiedades durante la unión Son más propensas las uniones mecánicas y por soldadura
Las adhesivas no modifican la estructura pero el adhesivo no tiene las mismas propiedades que el material
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Unión adhesiva
Ventajas
Distribución más uniforme de tensiones. Se evitan concentraciones.
Más área de unión
No se modifica la calidad superficial de la pieza
Más ligeras
Se evitan problemas de corrosión galvánica
Mejoran la resistencia a la fatiga Uniones mecánicas (Concentradores de tensiones)
Uniones soldadas tensiones residuales
Inconvenientes
Unión permanente
Requiere preparación superficial
Adhesivos son perecederos
Se desgastan muy rápidamente
Ventajas/inconvenientes Son aislantes eléctricos y térmicos
Características de las partes
Adherente
Limpiar para que actué correctamente el adhesivo
Rugosidad superficial. Favorece la adherencia y aporta unión mecánica
(Papel de lija cuando más número más fina)
Adhesivos
Tensión superficial. Cuanto más toque la superficie mejor
Reología: Es la viscosidad. Se puede hacer que moje mejor o peor.
Tipos
Adhesivos epoxi
Control de temperatura de curado, temp, viscosidad, Tiempo de gelitrificación
Son los más usados, Sobre todo aplicaciones estructurales
Ventajas
Alta resistencia de la unión
Amplio rango de temperaturas de servicio
Buena durabilidad
Resistencia química
Buena adhesividad
Volátiles en curado. Emite pocos gases
Baja Contracción
Inconvenientes
Absorción humedad
Proceso de curado requiere altas temperaturas
Son caras
Son frágiles
Otros adhesivos
Cianoacrilatos
Elevada velocidad de curado
Admite Números aditivos
Fragilidad
Anaeróbicos
Poliésteres acrílicos (Poliésteres acrílicos)
No curan en presencia de aire
Numerosas superficies con baja preparación superficial
Curado lento
Silicona
Buena capacidad de sellado y flexibilidad
Curan con humedad ambiente
Muchos materiales
Baja resistencia mecánica
Velocidad de curado lenta
Termofusibles
Funden a 100-150 grados
Temperatura de uso limitada.
Sellan bien
Acrílicos
Uretanos
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Resistencia y durabilidad Depende de
Características del adhesivo
Diseño de la unión
Intercara
Transferencia de carga
Control de Composición química del adhesivo, preparación y control de superficie, aplicación del adhesivo, utillaje y posicionamiento de las partes a unir, Proceso de curado
Diseño de la unión
Consideraciones mecánicas
Los adhesivos trabajan a cargas de cortadura y cizalla
A tensión y compresión si el área es muy grande
Las peores condiciones son a despeje
Otras consideraciones
Coeficiente de expansión térmica a la hora del curado
Diseño de la unión para evitar pelado
Durabilidad del adhesivo
Inspección de las uniones no destructivos
Fallos más comunes
Fallo cohesivo: Solución: Cambiar adhesivo
Rompe con adhesivo en las dos partes. (Bien diseñado)
Fallo adhesivo: Rompe la unión adhesivo adherente
Se rompe la unión entre adhesivo y adherente
Fallo Adherente: Rompe el sustrato. La unión fue perfecta
Unión en materiales compuestos
Consideraciones especiales
Los adhesivos fallan por cortadura interlaminar. (Despliegue laminas)
Alternativas
Unión secundaria. Los dos materiales están curados
Curado
Al menos uno de los elementos está curado
Evita problemas de incompatibilidades en los curados
Requiere preparación superficial
A veces se añade adhesivo si la resina del elemento sin curar no sirve
Co-curado
Solo en estructuras completamente compuestas
Ventajas
Reduce el número de operaciones y simplifica el proceso
Reducción de problemas de ajustes
Menor número de piezas
Inconvenientes
SI no se utilizan herramientas de expansión o refuerzos se produce distorsión geométrica en los rigidizadores
No se pueden aplicar fuerzas porque la resina es frágil
Se necesita mayor precisión y utillaje
Dificultades de posicionamiento
Alternativas de aplicación
Tecnología de pre impregnado (vía seca)
Se pueden utilizar diferentes composiciones de preimpregandos
Temperatura de horno suficiente para ambas piezas
Controlar las posibles incompativilidades
Tecnología de co-inyección (vía húmeda)
Se parte de fibras secas a las que se les inyecta resinas diferentes a cada pieza
Parámetros de inyección
Tecnologías mixtas Se utilizan preimpregnados para la parte más simple
Compatibilidad de las resinas
Preparación superficial
Limpieza
Gran importancia
Pasos Tratamiento abrasivo de la superficie
Con granallado, lijado etc
Evitar superficies lisas
Con metales no hay problema
Tener cuidado en materiales compuestos. CFRPs
La resina absorbe humedad
Si el tratamiento es abrasivo no NO lijar la fibra
Tratamiento peel-ply
Tratamientos químicos. Ej Aluminio Quitar capa de óxido compacta que se forma
Tratamiento Desengrasado con vapor y posterior anodizado para oxidar y crear la misma capa pero con porosidad
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Uniones mecánicas
Tipos
Uniones roscadas
Remaches
Ajustes por inferencia
Sistema integrales
Ventajas
Posibilidad del desmontaje de la unión ensamblada
Bajo coste
Rendimiento en servicio bueno
Inconvenientes
No son sellantes Solución: Usar gomas o plásticos
Al ser distinto material. Posibilidad de corrosión galvánica Solución: Utilizar el mismo material o elemento intermedio como un plástico
Concentran tensiones Por lo que disminuye la tensión a fatiga
Componentes Tensión
Fallos (Debido a que concentran tensiones, tienen a fallar por la
unión)
Modo de fallo por cizalla
Modo de fallo por tracción
Modo de falla por laminación
Principios
Emplear el menor número de piezas para reducir el número de puntos de tensión
Reducir el número de sujetador roscados.
Estandarizar los sujetadores
Intentar que se acceda bien a la unión para facilitar el montaje